摘要：在隧道施工过程中，隧道洞口浅埋段稳定性较差，需要通过围岩加固技术提高稳定性，以保障施工安全。本文以高速公路隧道工程为例，通过对洞口浅埋段围岩加固技术、隧道洞口段开挖技术进行分析，并探讨了隧道施工监控量测技术、超前地质预报技术在隧道洞口施工中的应用以及隧道洞口浅埋段坍塌防范措施。
关键词：高速公路；隧道洞口浅埋段；施工技术
0引言
在整个高速公路的施工过程中，隧道工程施工是至关重要的。受地质环境和周边自然环境的影响，隧道洞口浅埋段的施工繁琐且艰难，需要注意的问题较多。这一系列问题处理不当会导致高速公路隧道坍塌，影响工程进度、质量，造成不必要的人员伤亡。因此，在高速公路隧道洞口浅埋段施工之前，要排查和清理周边一切可能导致隧道危险发生的因素，保证在每个环节上都具备科学合理性。
1.工程项目概况
大潮高速公路，北起梅州，南至潮州，并设置大漳支线连接至福建省漳州市，是广东省高速公路规划网的重要组成部分。该项目全长约121km，共设15座隧道，共13690延米。大潮高速公路隧道较多，其中东溪山隧道和大东隧道具有代表性，隧道洞口的浅埋段地质条件较差，施工期间遇到较多的问题。
2.隧道洞口段浅埋段的加固技术
2.1预注浆技术
在隧道的施工过程中，由于隧道洞口围岩部分的稳定性较差，首先要做好加固工作。具体操作方法如下：第一步，要把隧道洞口的上方挖开，使其成为一个拱壳的形状；第二步，使用一次性全孔注浆技术对隧道洞口的地表进行注浆加固，此方法是为了避免隧道的坍塌。如果由于地质问题出现隧道严重塌孔现象时，可以采用分段注浆。要想得到有效的效果，水灰的比例要控制在1：1的标准比例。
如果地表注浆难以进行，可以采用帷幕注浆法对其进行注浆加固。操作方法如下：首先对地表进行洞口的开挖工作，根据实际情况挖2m左右即可。然后对此洞口进行浆墙浇筑工作。最后再用混凝土对洞口实施密封工作。填充后洞口的排列应设置为梅花形，其尺度大致为2m左右。还可以利用锚杆的办法，把地表层做好衔接工作。需要注意的是，使用此方法的前提是锚杆材质必须是抗拉强度极高的玻璃纤维。以防在使用的过程中，锚杆发生断裂造成事故[1]。
2.2洞口土方刷坡和锚网喷施工技术
洞口土方刷坡之前，要先进行洞顶截水沟及临时排水的实施工作。在边坡坡顶上做截水沟，防止水流顺坡面漫流，洞顶截水沟、隧道边沟与路基边沟顺接组成排水系统，路基边沟没有完成之前，可以在施工场地两侧做盲沟把水排出，防止水流冲刷造成事故。
洞口边仰坡开挖应避开雨天，开挖防护从上到下逐步进行，边开挖边防护，以保证边仰坡的稳定，边仰坡开挖坡率按1：1和1：1.25控制。边仰坡开挖主要采用挖掘机开挖，装载机倒碴至道路边后采用自卸汽车运输至指定地点。
在对边坡和仰坡进行挖掘作业时，会遇到暴露的围岩，锚网喷体系进行封闭是一个比较好的处理方案，在施工中要使用风钻机来进行施工。在封闭之前应留出疏水孔，呈梅花形布置[2]。
2.3预支护施工技术
预支护施工技术，一般采用超前小导管注浆对围岩进行加固，以提高其稳定性。在使用小导管注浆的过程中，应与钢拱架结合使用。在对隧道进行加固施工时，隧道边坡和仰坡也要进行严格的密封工作。在修整检查洞面时，要把钢架安装于贴近洞面的位置，用焊接的方式使小导管固定下来，同时把浆液注入小导管，使其形成稳定的体系。超前小导管预支护设计图如图一所示。
图一、超前小导管预支护设计图
除此之外，还可以利用大管棚进行支护。利用大管棚进行支护，主要是通过对管棚注浆得以实现。具体操作如下：首先采用潜孔钻机钻孔，将核心土作为钻机平台，从拱顶向两侧顺序钻孔，随着孔位高度的降低，降低核心土平台高度。然后采用人工结合钻机顶进的方法安装加工好的钢管，钢管除尾端2.5m以外，剩余部分管壁上钻10mm压浆孔，孔间距15cm，呈梅花形布置。最后进行注浆，钢管导向管间隙用速凝水泥或其他堵塞严密，以防注浆冒出。注浆液采用水泥浆液，水泥浆水灰比为1：1。管棚注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则[3]。
3.隧道洞口段的开挖技术
由于隧道洞口地质较差，为了提高工程的安全性与稳定性，一般严禁全断面开挖法进行施工，较为常用的方法主要有核心预留台阶法与双侧壁导坑法。核心预留台阶法主要适用于四级和五级软弱围岩。采用此方法主要是预留核心土，并控制好台阶的长度。对上台阶进行开挖时，为保证稳定性，通常采用风钻机进行弱爆破开挖。下台阶开挖时，应先开挖两侧，最后开挖核心土。
在洞口开挖施工前，应对地质条件进行判断，地质条件允许的条件下，方可进行挖掘作业，并将挖掘的参数控制在一定范围之内，这样会提高工程的稳定性。如果洞口稳定性较差，应使用双侧壁导坑法进行施工。在开挖导坑时，尽量减少对围岩的扰动，导坑断面近似椭圆，周边轮廓圆顺，避免应力集中。操作方法如下：首先开挖一侧导坑，并及时地将其初次支护闭合。然后在相隔适当的距离开挖另一侧导坑，并建造初次支护。其次开挖上部核心土，建造拱部初次支护，拱脚支承在两侧壁导坑的初次支护上。接着开挖下台阶，建造底部的初次支护，使初次支护全断面闭合。最后拆除导坑临空部分的初次支护。
4.隧道施工监控量测和超前地质预报技术
在隧道洞口施工过程中，由于地质情况较差，应采用隧道施工监控量测和超前地质预报技术进行监控，目的是掌握围岩地质和支护的形变率，保证施工质量和安全，以防止事故的发生以及在发生事故时及时作出处置措施。
隧道施工监控量测技术主要的监测方法有地表沉降观测、地质和支护状况观察、周边位移量测和拱顶下沉量测等。监控量测技术可以及时掌握并反馈隧道围岩和支护结构的实时情况，如果隧道围岩发生了变化、支护发生了变形以及其他问题，通过监控量测技术可以及时的进行了解。隧道施工监控量测技术需要重视测点的布置和保护，确保数据真实可靠。
超前地质预报技术主要包括地质雷达技术、红外探水技术和地震波反射法。此三种方法各有其优缺点，需要根据实际情况灵活使用。超前地质预报技术可以有效地预报隧道围岩情况，并根据数据划分可能出现的地质灾害风险等级。需要注意的是超前地质预报技术采集的数据要真实准确，才能为分析结果提供保障，从而指导施工[4]。
5.隧道洞口浅埋段发生坍塌防范措施
在隧道洞口进行浅埋段施工之前，应该将阻碍施工的安全因素考虑其中，从而制定针对性的防护措施，将危险程度降低至最小化。下面以隧道坍塌为例分析防范措施，具体如下：
（1）认真编制进洞施工方案，全面规划，合理安排。对软弱围岩、不良地质、特殊地质路段应组织论证，确定钻爆、掘进、支护方案。
（2）隧道洞口浅埋段遵循十八字方针，即“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”。软弱围岩隧道除遵循以上方针外，还应遵循“超前探、严治水”的方针。
（3）以“早进洞，晚出洞”为原则，以追求“零开挖”为理念，最大限度地降低洞口边坡仰坡的开挖高度，以保证山体的稳定，减小对洞口自然景观的破坏。
（4）提前做好洞顶截水沟，及时做好洞口排水系统，防止地表水的冲刷。
6.结语
由此可见，高速公路隧道洞口浅埋段施工方案要科学合理，必须充分考虑当地的地质水文情况、自然环境、自然灾害等因素。在高速公路隧道洞口浅埋段的施工过程中，为了保证施工的质量和安全，需要对预注浆技术、洞口土方刷坡和预支护技术等围岩加固措施以及开挖方法灵活应用，并且利用隧道施工监控量测和超前地质预报技术实时监控并反馈信息。在检测到不利于施工的因素时，要及时修改计划，防止隧道坍塌事故发生，以保障施工人员的安全。
参考文献：
[1]杨舒淳.高速公路隧道洞口浅埋段的施工技术[J].工程建设与设计，2016（03）：85-87.
[2]陈廷龙.探讨高速公路隧道洞口浅埋段施工技术[J].黑龙江交通科技，2017（09）：162-163.
[3]宗柱.高速公路隧道洞口浅埋段施工技术探析[J].工程建设与设计，2018（03）：113-114.
[4]朱炯.公路隧道施工监控量测与超前地质预报技术现状及思考[J].四川水泥，2018（05）：183，263.
论文作者:郑少灿
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/24
标签：隧道论文; 洞口论文; 围岩论文; 地质论文; 导坑论文; 技术论文; 超前论文; 《基层建设》2018年第32期论文;